АкваЩит - Умягчение воды

 

Смола для умягчения воды

 

Приводить воду в состояние годной для употребления, сегодня можно по-разному. Кто-то до сих пор считает, что и такая вода хороша и всем подходяща. И только те, кто постоянно занимается чисткой поверхностей от известкового налета, знают, что такое использование жесткой воды, и насколько вредно использовать воду с карбонатным излишним включением.

Если у вас когда-нибудь выходил из строя чайник или же ломалась стиральная машина из-за известкового налета, то вы согласитесь, что воду нужно умягчать. Тем, же кого все еще терзают сомнения, могу посоветовать просто посмотреть на стенки электрического чайника, вспомнить о том, есть ли после стирок разводы на одежде и часто ли в работе непроизвольно отключается бойлер, так и не нагрев воду. Это все звоночки. Звоночки того, что повышенная жесткость воды сработала и на поверхности образовалась накипь.

Смола для умягчения водыВопрос остается один, причем тут смола для умягчения воды. Все просто. Накипь можно: а) устранять, проводя постоянные чистки, б) устранять, разработав систему понижения жесткости и установив фильтрующий элемент. Многие фильтрующие системы реагентного типа сегодня работают с использованием смолы для умягчения воды. Поэтому мы и рассмотрим сегодня, какие бывают смолы, как они работают, что они дают системе умягчения воды.

Итак, чтобы защитить себя от карбонатных солей и накипи, которую они образуют, нужно использовать разного рода безреагентные умягчители воды. Практически половина подобных приборов являются реагентными. В них воду доводят до кондиции за счет использования определенных фильтрующих материалов и реагентов. Они же могут использоваться для восстановления фильтрующих сфер. Главная тема нашей статьи - смола для умягчения воды – основа всего в подобных приборах. Без нее ни один фильтр-ионообменник не сможет работать.

У смол для умягчения воды довольно много сфер использования. Это всем известная очистка воды, это и деминерализация, и устранение излишков кремния в воде, и возможность отфильтровать из воды определенный набор веществ.

Иониты, которые создают смолу (они ее основа), представляют собой полиэлектролиты, которые практически не растворяются. Они могут быть как искусственными, так и природными. Встречаются еще и синтетические варианты. Основу ионита можно представить как каркас с определенным зарядом и набором ионов, которые заряжены противоположно каркасу. Когда противоионы контактируют с ионами каркаса, то происходит смена ионитов.

В зависимости от направленности заряда все иониты делятся, как вы уже наверное слышали, на амфолиты. И к ним добавлятся минусовые катиониты с  плюсовыми аонитами. Катиониты тянут к себе катионы. Аниоты со знаком «плюсом» манят анионы.

Все смолы для умягчения воды делятся еще и в зависимости от химической основы каркаса.  Она может быть как химической, так и нехимической, есть еще и минерально-органическая основа.

Основа-органика в комплексе с синтетического вида ионитами – высокомолекулярное обьединение, которое способно сменять «живые» ионы.

Следующий признак, по которому смолы можно разделить на группы и классифицировать, это структура синтетических ионитов. В состав структуры каркаса из гелия могут входить либо гелевые либо макропористые иониты. Гелевые иониты проявят себя только в набухшем состоянии. А увеличиваются они не много, ни мало, в 1,5-3 раза. Но ресурс набухания исчерпаем. Как только в структуре заканчиваются распрямляющиеся мостики-сшивки, смола для умягчения воды перестает проявлять свои умягчающие свойства.

Есть возможность создавать иониты с более равномерным распределением «мостиков» по всей площади ионита. Такие вещества называются изопористыми ионитами. Они впитывают намного больше, но и больше раздуваются.

Когда набухает ионит, созданный на гелевой основе, то там гранула раскрывается как цветок, в поре сухой капсулы. При этом понятие пор условно, т.к. сплошных стенок у гелевой структуры не бывает. К недостаткам гелевых веществ относят их неспособность поглощать крупные органические ионы и соединения. Так происходит из-за неоднородной структуры гелевой смолы. Выявляется этот недостаток, конечно при фильтрации. Когда происходит такое явление, как закупорка гелевых капсул примесями, его называют еще отравлением смолы.

Сегодня же больше в чести макропористые иониты. Они незначительно набухают, но при этом прекрасные адсорбенты и имеют высокий порог обменных реакций. К плюсам макропористых ионитов относят высокую степень прочности и жесткости. Хороши они и тем, что очищают намного быстрее гелевой смолы для умягчения воды.

Так происходит потому, что у гелевых смол поры – результат естественного образования. У макропористых, они образуются за счет добавления в реакцию спиртов, гептана, жирных кислот и т.п.

Если взять и сравнить разные виды ионитов, то этот опыт покажет следующие результаты:

  • По прочности макропористные иониты смол намного прочнее гелевых молекул смолы для умягчения воды;
  • Гелевые анионит всегда будет хуже работать, чем гелевый катионит;
  • Акриловые аониты сильнее полистирольных.

Смолы для умягчения воды в фильтрах стали использоваться не так давно, всего-то со второй половины 20 века. Но справедливости ради, нужно сказать, что они очень быстро изжили свое. На 20 век приходится самый большой набор всевозможных изобретений. В  результате, ионообменные смолы больше всего использовали в 80-90 годах 20 века. В дальнейшем изобрели мембранные методы, обратный осмос ультрафильтрацию и они начали вытеснять ионообменные фильтры для воды, как менее экономные. Хотя  смолы по-прежнему удерживают одну из лидирующих позиций, но второе место, как вы сами понимаете не первое. Это в своем роде начало конца…

Если описывать смолу для умягчения воды наиболее понятным и простым языком, то это икра. Именно такой вид имеет это вещество. Неискушенный человек посмотрит на такую засыпку и вполне может принять обменную смолу за белужью икру. Но при своей гелеобразной основе такая «икра» отлично очищает воду.

Как уже было сказано ранее, смола для умягчения воды это три варианта ионитов – катиониты, аониты из этой троицы нас интересуют больше всего, т.к. они наиболее часто встречаются. Сущность такого разделения такова, что катиониты могут заменять исключительно катионы, а аниониты, соответственно анионы. Катиониты и аниониты тоже имеют свою классификацию:

  • Аниониты по степени активности бывают на сильной основе, или же не слабой, есть еще вариации  промежуточной и смешанной активности. Катиониты можно поделить на сильно- и слабокислые. И пару слов о каждом виде таких ионитов. Аниоты с сильной основой способны обмениваться при любых значениях кислотно-щелочного баланса, слабая основа анионов дает им возможность обмениваться только при значениях кислотно-щелочного баланса, не превышающего шестерку.
  • Сильные по кислотности катиониты в состоянии обменивать ионы при любом значении pH. Слабокислые работают при любом значении  кислотно-щелочного баланса, если он меньше семерки. То есть, по сути ионообменная смола для умягчения воды отлично делает свое дело, но очищением воды от других примесей, она почти не занимается, да и попутно ничего не исполняет, как удаление старой накипи тем же электромагнитным умягчителем воды АкваЩит.

По сути умягчение – это и достоинство, и недостаток смол. Они лучше всего устраняют жесткость, и даже могут устранять ее полностью, но больше собственно ничего и не делают. Если вам нужно уменьшить степень жесткости, то вы всегда можете прогнать воду через прибор повторно, чтобы еще более снизить показатель жесткости, но при этом нельзя забывать и о побочных явлениях. Каждый раз очищая воду, вы наполняете ее натрием и значит есть риск получить не мягкую воду, а вредную натриевую, растет с каждой очисткой.

  • Вернемся к ионитам, составляющим смолы. Их могут выпускать в смешанной и солевой форме. Смешанная форма правда, все равно подразумевает использование солей.  Солевая форма может быть представлена натриевой и хлористой основой. Смешанные же иониты это всем известные соединения – гидроксил-хлорид, банальный натрий-хлор. На сегодня налажен выпуск ионитов в абсолютно рабочей форме. То есть это водородные или гидроксильные иониты. Их часто применяют в пищевой промышленности. Также до сих пор  применяют смолу для умягчения воды в фармакологии. На АЭС их применяют для глубокой очистки конденсата.

Если вы применяете комбинированный фильтр, сразу с несколькими вариантами засыпок, то вы всегда можете приобрести комбинированную засыпку, включающую в себя смолы.

Для смолы в процессе умягчения одним из самых главных показателей эффективности работы является вовсе не поглощающая способность, это влажность. В составе смол есть химическим связанная влага и вот когда ее удаляют из материала, при следующих очистках гранулы смолы просто разрушаются.

Выбрать сегодня для своего ионообменного фильтра для очистки воды смолу можно без труда. Благо найти ее можно, как в магазине, так и на базаре. Да даже в интернете ее всегда можно купить, особенно если определенной маркой смолы вы уже пользовались и знаете, какой вариант вам нужен.

После влажности смола для умягчения воды может похвастаться еще одним признаком, важным для ее работы - это ее непосредственная емкость ионов. Она бывает обьемной, весовой, а также рабочей.

Обьемная емкость, как и весовая, являются стандартными характеристиками смол. Их определяют в лабораториях,  используя для этого стандартные методики. Оба этих показателя в обязательном порядке указывают в паспорте на продаваемую смолу для умягчения воды.

Ионообменная емкость, именуемая рабочей, не измеряется. Ни в лаборатории, ни опытным путем. Она прямопропорционально зависит от глубины и формы смоляного покроя, применяемом в фильтре. Непосредственное влияние на нее оказывают и  характеристики фильтруемых жидкостей.

Тут уже оказывают влияние такие показатели, как уровень восстановления, скорость, с какой жидкость протекает через фильтрующую смолу, размер включений, качество раствора, которое нужно получить на выходе.

 

Результат использования ионообменных смол для умягчения воды

 

С основными видами ионообменных смол для умягчения воды мы разобрались. Чаще всего их используют в ионообменных фильтрах умягчителях. Такие устройства нашли себя, как промышленности, так и в быту, хотя это  стандартный прибор реагентного типа. Как же так получилось, что его стали применять для умягчения питьевой воды?

Данные приборы прекрасно работают и в теплоэнергетике, и в других отраслях промышленности, таких, как металлургия, или котельные. Но там фильтрующие установки, это большие баки. Иногда одна станция или система включает в себя и два ионообменных способа умягчения воды. Если предприятие большое и вода нужна  24 часа в сутки, тогда и установок будет четыре подряд. При этом они еще и работать будут параллельно.

Ионообменная смолаВ промышленности каждый из фильтров персонально снабжен емкостью для восстановления. Восстанавливают картриджи с помощью соли. Ее разводят в воде и помещают туда ионообменную смолу для умягчения питьевой воды. Вот тут-то иониты и начинают работать. Катиониты притягивают катионы, а аниониты анионы. Все зависит от того, какой тип смолы вы применяете. Установка же при этом продолжает работать, фильтровка идет и качество ничуть не страдает. Мощность одного восстанавливаемого фильтрующего элемента возмещают с помощью распределения его работы на остальные установки.

Очищают забитый картридж не простой солью, а специально очищенной, где остался только интенсивный натрий, которым нужно наполнить ионообменную смолу. Если вдруг очищенная соль на производстве закончилась, то ее всегда можно заменить стандартной солью «Экстра» мелкого помола. Только важно, чтобы она была без йода.

Собственно применение ионообменного прибора для умягчения воды и солиделает ионный обмен реагентным. Поэтому его и не рекомендовали использовать в быту. Но ученные быстро вышли из ситуации, и просто отказались от восстановления. В фильтре-кувшине, который работает на той же основе, ничего не восстанавливают. Картридж со смолой просто выбрасывают и ставят новый.

Конечно восстановление и замена картриджей – одна из самых больших проблем и недостатков смолы и соответственно приборов на ее основе. Результатом использования ионообменных смол для умягчения питьевой воды является полное устранение накипи, а также обеззараживание и обезжелезивание воды. Расходы на восстановление смолы высоки, особенно в долгосрочной перспективе. Да и соль, как бы дешева она ни была, стоит дорого, когда ее много. И восстанавливать картриджи в промышленных масштабах выльется в очень приличные деньги. И это расходы постоянные, они никуда не денутся и не уменьшаться. Да и сам смоляной картридж в конце-концов придется заменить, т.к. рано или поздно, но смола начнет истощаться.

Ионообменная смола для умягчения воды по-прежнему находит свое применение и если вы готовы платить за постоянные замены, либо же восстановления, готовы побегать для получения разрешения на утилизацию, то ионообменная смола вполне поможет вам отфильтровать некачественную воду на первых порах.